Искусственные материалы для обуви и галантереи

Искусственные материалы для обуви и галантереи

Начало применения пленочных материалов при изготовлении изделий из кожи относится к последним десятилетиям. Поэтому эти материалы еще недостаточно изучены и для характеристики их свойств применяют в основном те же показатели, что и для характеристики искусственных материалов III класса: предел прочности при растяжении, удлинение при разрыве, жесткость, морозостойкость.

Характерной особенностью пленочных материалов является сильная зависимость показателей их свойств от исходного вещества и методов их изготовления.

Для определения механических свойств пленочных материалов применяются главным образом испытания на прочность при растяжении и на раздир. Эксплуатационные свойства пленок характеризуются показателями износостойкости и ударной прочности.

Прочность при растяжении пленочных материалов определяется аналогично испытаниям других искусственных материалов и характеризуется показателями: предел прочности, предел текучести и удлинение при разрыве. Типичная кривая деформации пленочных материалов показана на рис. 53. На первоначальном участке АБ деформация в основном носит упругий (обратимый) характер. Однако уже и в этой области наблюдается незначительная остаточная деформация. В точке Б начинается холодное течение образца (предел текучести) с появлением так называемой «шейки».

Рис. 53. Типичная кривая растяжения пленок.

Процесс течения образца происходит при практически постоянном напряжении; в этой области БВ происходит ориентация цепей полимера в направлении действия нагрузки, выражающаяся в постепенном увеличении длины шейки при неизменном поперечном сечении ее. С точки В начинается упругая деформация полностью ориентированного образца, при этом вновь начинает возрастать напряжение, и в точке Г происходит разрушение. Характер кривой деформации меняется с изменением температуры, как это видно на рис. 54, на примере полиэтиленовой пленки. При этом наблюдается резкое снижение предела прочности и предела текучести. Для других пленок наблюдается аналогичная картина. Показатели свойств при растяжении различных пленок приведены в таблицах раздела 30; 31; 32.

Рис. 54. Изменение характера кривой растяжения полиэтиленовых пленок при измерении температуры испытания.

Таблица 31

Типичные свойства полиэтиленовых пленок

При оценке этих показателей нужно сказать, что предел прочности и относительное удлинение при разрыве мало характеризуют эксплуатационные свойства пленок, но для сравнительного анализа они чрезвычайно ценны.

Важным показателем является предел текучести. На примере табл. 31 видно, что предел текучести на 15-30% ниже предела прочности. И более правильно характеризовать прочностные свойства пленок именно пределом текучести.

Большинство пленок, в особенности полиэтиленовые, при напряжениях ниже разрушающих при длительно действующих нагрузках проявляют ползучесть, т. е. с течением времени деформируются. Эти значения при высоких напряжениях могут достичь критической величины и привести к разрушению изделия. Возрастание температуры и увеличение прилагаемого напряжения приводит к увеличению скорости ползучести и более быстрому разрушению изделия.

Это нужно помнить при конструировании изделий и в случае сильно напряженной конструкции применять различные укрепляющие детали.

Показатель прочности на раздир особенно важен для пленок. Существующий метод определения сопротивлению раздиру разработан для резины, но может применяться и для пленок. Согласно ему, образец в форме подковки имеет надрезы (рис. 55). При растяжении на динамометре по одному из надрезов идет поперечный разрыв образца.

Сопротивление раздиру вычисляется по формуле

σz = Р / h [кгс/мм],

где Р — нагрузка, вызвавшая раздирание образца по месту надреза, кгс;

h — толщина образца, мм.

Рис. 55. Образец для определения сопротивления материала раздиранию.

Сопротивление раздиру выше у пленок с более равномерными свойствами в продольном и поперечном направлении. Сильная продольная ориентация пленки в процессе изготовления способствует снижению прочности на раздир.

Ударная прочность. Устойчивость пленок к ударному воздействию имеет большое значение для изделий из кожи, особенно для сумочных изделий. За количественную меру ударной прочности принимается вес такого падающегося на пленку груза, который вызывает разрушение 50% испытуемых образцов (эта величина обозначается F50). Или за характеристику принимают вес груза, при воздействии которого разрушается не более 1% всех пленок (величина F1).

Сильно влияет на ударную прочность температура переработки полимера. Жесткий полиэтилен (с плотностью 0,929) при повышении температуры переработки дает пленку более высокого качества. Для мягкого полиэтилена (с плотностью 0,918) оптимальная температура переработки находится ниже.

Меньшая ударная прочность пленки на сгибе по сравнению с прочностью посередине обязательно должна учитываться при конструировании изделий.

Ударная прочность может несколько уменьшаться при хранении. Однако заметные изменения прочности происходят только в первые 20-30 ч после изготовления пленки; дальнейшее уменьшение прочности практически незаметно.